JPH0755823A - Frequency/voltage converting circuit - Google Patents
Frequency/voltage converting circuitInfo
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- JPH0755823A JPH0755823A JP20496293A JP20496293A JPH0755823A JP H0755823 A JPH0755823 A JP H0755823A JP 20496293 A JP20496293 A JP 20496293A JP 20496293 A JP20496293 A JP 20496293A JP H0755823 A JPH0755823 A JP H0755823A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダ等より入力
される入力パルス信号の周波数に対応した電圧情報を出
力する周波数−電圧変換回路に係わり、特に測定可能な
周波数帯域（ダイナミックレンジ）を拡張した周波数−
電圧変換回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency-voltage conversion circuit that outputs voltage information corresponding to the frequency of an input pulse signal input from an encoder or the like, and particularly extends a measurable frequency band (dynamic range). Frequency-
The present invention relates to a voltage conversion circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、機械の可動部分の速度検出を
行うために、光学エンコーダが出力する電気信号の周波
数から速度信号を得る周波数−電圧変換回路（以下Ｆ／
Ｖ回路と称する）が知られている。従来のＦ／Ｖ回路で
は、図１のようにエンコーダの出力をパルス出力部１０
に入力し、該パルス出力部１０では、入力パルス信号を
ある一定幅のパルス信号に変換して出力する。又、その
出力を積分器１２により積分し、速度に対応した直流出
力に変換して出力している。具体的には、図２に一般的
な実際の回路の例を示すように、パルス出力部１０はワ
ンショット発振器１４、積分器１２はオペアンプ１６等
から構成される。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect a speed of a movable part of a machine, a frequency-voltage conversion circuit (hereinafter referred to as F / F) which obtains a speed signal from a frequency of an electric signal output by an optical encoder.
V circuit) is known. In the conventional F / V circuit, as shown in FIG.
The pulse output unit 10 converts the input pulse signal into a pulse signal having a certain width and outputs the pulse signal. Further, the output is integrated by the integrator 12, converted into a DC output corresponding to the speed, and output. Specifically, as shown in an example of a general actual circuit in FIG. 2, the pulse output unit 10 includes a one-shot oscillator 14, and the integrator 12 includes an operational amplifier 16.
【０００３】又、図３に示すように、Ｆ／Ｖ回路におい
てパルスのＯＮ時間の間、積分器１２に電荷が充電さ
れ、パルスのＯＦＦ時間の間、積分器１２の電荷が放電
される。このとき、パルスの時間幅は上に述べたように
一定であり、放電時間が変化する。従って、この充電時
間に対する放電時間の比率、即ち入力パルスの周波数に
よって出力電圧が決まる。As shown in FIG. 3, in the F / V circuit, the integrator 12 is charged during the ON time of the pulse, and the integrator 12 is discharged during the OFF time of the pulse. At this time, the time width of the pulse is constant as described above, and the discharge time changes. Therefore, the output voltage is determined by the ratio of the discharge time to the charge time, that is, the frequency of the input pulse.
【０００４】その結果、パルスの周波数が高ければ出力
電圧は高くなり、周波数が低ければ出力電圧は低くなる
ため、入力周波数に応じた出力電圧を得ることができ
る。この入力周波数対出力電圧値の関係（Ｆ／Ｖ特性）
は積分器１２の積分時定数、パルスの時間幅、パルスの
電圧値等の条件によって決定される。As a result, the higher the pulse frequency is, the higher the output voltage is, and the lower the frequency is, the lower the output voltage is. Therefore, the output voltage corresponding to the input frequency can be obtained. Relationship between this input frequency and output voltage value (F / V characteristic)
Is determined by conditions such as the integration time constant of the integrator 12, the pulse time width, and the pulse voltage value.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
ようにＦ／Ｖ回路の積分器１２にオペアンプ１６を用い
た場合、電源電圧によりオペアンプ１６の出力が制限さ
れ、結局測定可能な最高周波数が制限されるという問題
がある。However, when the operational amplifier 16 is used for the integrator 12 of the F / V circuit as shown in FIG. 2, the output of the operational amplifier 16 is limited by the power supply voltage, and the maximum measurable frequency is eventually increased. There is a problem of being limited.
【０００６】又、単にダイナミックレンジを広げるだけ
ならば、積分時定数を小さくすることにより、図４に示
したようなＦ／Ｖ特性を示すＦ／Ｖ直線の傾きを小さく
すれば可能ではあるが、積分時定数を変化させるとＦ／
Ｖ直線の傾きも変化するため、高周波帯域と低周波帯域
でＦ／Ｖ回路を切換えて使用するような場合に問題とな
る。更に、積分時定数を大きくすると入力から出力まで
の時間遅れも大きくなり、サーボモータの制御等に用い
るには適さないという問題がある。Further, if the dynamic range is simply widened, it is possible by reducing the integration time constant to reduce the slope of the F / V straight line showing the F / V characteristic as shown in FIG. , When the integration time constant is changed, F /
Since the slope of the V straight line also changes, it becomes a problem when the F / V circuit is switched and used in the high frequency band and the low frequency band. Furthermore, when the integration time constant is increased, the time delay from input to output also increases, which is not suitable for use in servomotor control or the like.
【０００７】本発明は前記従来の問題点を解決するべく
なされたもので、電源電圧による制限の下で、Ｆ／Ｖ直
線の傾き一定のまま、ダイナミックレンジを広げること
が可能なＦ／Ｖ回路を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an F / V circuit capable of widening the dynamic range while the slope of the F / V straight line remains constant under the restriction of the power supply voltage. The purpose is to provide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、パルス出力部
及び積分器を含む周波数−電圧変換回路において、パル
ス電圧を調節する手段を備え、パルス電圧を可変とし
て、入力周波数−出力電圧特性直線の傾きを一定に保持
したまま、測定可能周波数帯域を拡大することにより前
記目的を達成したものである。According to the present invention, in a frequency-voltage conversion circuit including a pulse output section and an integrator, a means for adjusting a pulse voltage is provided, and the pulse voltage is made variable so that an input frequency-output voltage characteristic straight line is obtained. The above object is achieved by expanding the measurable frequency band while keeping the slope of the constant.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、パルス出力部及び積分器から
なるＦ／Ｖ回路において、パルス電圧を調節する手段を
備えたことにより、パルス電圧を可変として、図４に例
示する如く、積分時定数を一定、即ちＦ／Ｖ直線の傾き
を一定としたまま、ダイナミックレンジをシフトする。
つまり、Ｆ／Ｖ直線は傾き一定のまま平行に移動する。According to the present invention, the F / V circuit including the pulse output section and the integrator is provided with the means for adjusting the pulse voltage, so that the pulse voltage is made variable and the integration time is increased as shown in FIG. The dynamic range is shifted while keeping the constant, that is, the slope of the F / V straight line constant.
That is, the F / V straight line moves in parallel while keeping the inclination constant.
【００１０】従って、例えば同じ電源電圧であっても、
パルス電圧を低くすれば、同一周波数を入力してもＦ／
Ｖ出力が低くなり、高い周波数まで測定可能となり、逆
にパルス電圧を高くすれば、低い周波数を精度良く測定
することができる。Therefore, for example, even if the power supply voltage is the same,
If the pulse voltage is lowered, F /
The V output becomes low, and it becomes possible to measure up to a high frequency. Conversely, if the pulse voltage is increased, a low frequency can be measured accurately.
【００１１】上に述べたように、本発明によれば、Ｆ／
Ｖ直線の傾きを一定にしたまま、ダイナミックレンジを
拡大することができる。As stated above, according to the present invention, F /
The dynamic range can be expanded while keeping the slope of the V straight line constant.
【００１２】[0012]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００１３】図５は図１の構成の積分器１２の前にアッ
テネータ（ＡＴＴ）１８を追加した、本発明による一実
施例を表すブロック線図である。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention in which an attenuator (ATT) 18 is added before the integrator 12 having the configuration of FIG.
【００１４】又、図６は、図５の実施例の具体的構成を
示す回路図である。図６は図２に対応するものである。FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific structure of the embodiment shown in FIG. FIG. 6 corresponds to FIG.
【００１５】図６において、ＡＴＴ１８は２つの抵抗Ｒ
１、Ｒ２からなり、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝１／n とす
ると、ＡＴＴ１８により、パルス出力部（ワンショット
発振器）からのパルス電圧は１／n 倍となる。従って、
同一周波数を入力してもＦ／Ｖ出力は低くなる（略１／
n 倍）。この結果、積分時定数が一定であればＦ／Ｖ直
線は一定の傾きを保ち略平行に移動する。即ち、同じ電
源電圧であっても、より高い周波数まで測定可能とな
り、ダイナミックレンジが広くなる。In FIG. 6, the ATT 18 has two resistors R.
1 and R2, and R2 / (R1 + R2) = 1 / n, the pulse voltage from the pulse output section (one-shot oscillator) is multiplied by 1 / n by the ATT 18. Therefore,
Even if the same frequency is input, the F / V output will be low (approximately 1 /
n times). As a result, if the integration time constant is constant, the F / V straight line moves in parallel with a constant inclination. That is, even with the same power supply voltage, it becomes possible to measure up to a higher frequency, and the dynamic range becomes wider.
【００１６】以下、実際の測定値でこれを示す。This will be shown below by actual measured values.
【００１７】図７は、図６の回路に具体的数値を入れた
ものである。ここでＡＴＴ１８はＲ１＝２Ｋ、Ｒ２＝
３．０１Ｋであり、略Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝３／５と
なる。このＡＴＴ１８を用いた場合のパルス電圧は３Ｖ
で、該ＡＴＴ１８無しの場合のパルス電圧は５Ｖであ
り、それぞれについて測定した結果を前出図４のグラフ
に示す。FIG. 7 shows the circuit of FIG. 6 with specific numerical values. Here, ATT18 is R1 = 2K, R2 =
It is 3.01K, which is approximately R2 / (R1 + R2) = 3/5. The pulse voltage when using this ATT18 is 3V
The pulse voltage without the ATT 18 is 5 V, and the measurement result for each is shown in the graph of FIG.
【００１８】図４のグラフの横軸（周波数）は対数目盛
となっている。図４のグラフより判るように、同じ出力
１０Ｖにおいても測定周波数が、ＡＴＴ１８を用いた場
合の方が約５０ＫＨz も高くすることが可能である。こ
のとき、左下の１m Ｖにおいては数Ｈz しか差がない。The horizontal axis (frequency) of the graph of FIG. 4 is on a logarithmic scale. As can be seen from the graph of FIG. 4, even at the same output of 10 V, the measurement frequency can be increased by about 50 kHz when the ATT18 is used. At this time, there is only a few Hz difference at 1 mV at the lower left.
【００１９】又、信号処理を行う場合、信号は大きい電
圧の方がＳ／Ｎ比的に有利である。そこで、他の実施例
として、図８に示すように２つのアッテネータ（ＡＴＴ
１、ＡＴＴ２）とセレクト回路２０を用いて、入力周波
数によってＡＴＴ１、ＡＴＴ２の切換えを行う方法も考
えられる。ＡＴＴの切換えを用いて入力信号の周波数範
囲に適したパルス電圧を選択して、なるべく大きな出力
信号を得ることにより、より正確な周波数測定が可能で
ある。ＡＴＴ無しの場合のＦ／Ｖ特性 v0 ＝α・fin が
判っていればＡＴＴの減衰特性（分圧比）より簡単にそ
の場合のＦ／Ｖ特性を得ることができる。即ち、ＡＴＴ
が１／a であれば v0 ＝（１／a ）・α・fin となる。Further, in the case of performing signal processing, a larger voltage of the signal is more advantageous in terms of S / N ratio. Therefore, as another embodiment, as shown in FIG. 8, two attenuators (ATT) are used.
1, ATT2) and the select circuit 20 may be used to switch between ATT1 and ATT2 depending on the input frequency. More accurate frequency measurement is possible by selecting a pulse voltage suitable for the frequency range of the input signal by using the switching of ATT and obtaining an output signal as large as possible. If the F / V characteristic without ATT v 0 = α · fin is known, the F / V characteristic in that case can be obtained more easily than the attenuation characteristic (division ratio) of the ATT. That is, ATT
If is 1 / a, then v 0 = (1 / a) · α · fin.
【００２０】更に、図５のＡＴＴ１８の代りにパルス出
力部に（あるいはバッファとして）Ｃ−ＭＯＳのＩＣを
用いて、直接電源電圧を変えることでパルス電圧値を調
節する方法でもよいし、その他、オープンドレイン回路
やトランジスタを用いたレベル変換回路等を用いること
も可能であり、本発明は上記実施例に限定されるもので
ないことは明らかである。Further, instead of the ATT 18 shown in FIG. 5, a C-MOS IC may be used for the pulse output section (or as a buffer), and the pulse voltage value may be adjusted by directly changing the power supply voltage. It is also possible to use an open drain circuit or a level conversion circuit using a transistor, and it is clear that the present invention is not limited to the above embodiments.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
パルス電圧を調節することにより、積分時定数を変える
ことなく、ダイナミックレンジを拡大することができる
という効果を有する。As described above, according to the present invention,
By adjusting the pulse voltage, the dynamic range can be expanded without changing the integration time constant.
【図１】従来のＦ／Ｖ回路を示すブロック線図FIG. 1 is a block diagram showing a conventional F / V circuit.
【図２】従来のＦ／Ｖ回路の構成を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional F / V circuit.
【図３】従来のＦ／Ｖ回路によるパルス出力と電圧出力
を示す線図FIG. 3 is a diagram showing pulse output and voltage output by a conventional F / V circuit.
【図４】図６のＦ／Ｖ回路による出力を示すグラフFIG. 4 is a graph showing an output by the F / V circuit of FIG.
【図５】本実施例によるＦ／Ｖ回路を示すブロック線図FIG. 5 is a block diagram showing an F / V circuit according to this embodiment.
【図６】本実施例によるＦ／Ｖ回路の構成を示す回路図FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an F / V circuit according to this embodiment.
【図７】本実施例における実測のためのＦ／Ｖ回路の具
体的構成を示す回路図FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of an F / V circuit for actual measurement in this embodiment.
【図８】他の実施例のＦ／Ｖ回路の構成を示す一部回路
図を含むブロック線図FIG. 8 is a block diagram including a partial circuit diagram showing the configuration of an F / V circuit according to another embodiment.
１０…パルス出力部 １２…積分器 １４…ワンショット発振器 １６…オペアンプ １８…アッテネータ（ＡＴＴ） ２０…セレクト回路 10 ... Pulse output section 12 ... Integrator 14 ... One-shot oscillator 16 ... Op Amp 18 ... Attenuator (ATT) 20 ... Select circuit
Claims (1)
圧変換回路において、 パルス電圧を調節する手段を備え、 パルス電圧を可変として、入力周波数−出力電圧特性直
線の傾きを一定に保持したまま、測定可能周波数帯域を
拡大することを特徴とする周波数−電圧変換回路。1. A frequency-voltage conversion circuit including a pulse output section and an integrator, comprising means for adjusting a pulse voltage, wherein the pulse voltage is variable and the slope of an input frequency-output voltage characteristic straight line is kept constant. A frequency-voltage conversion circuit characterized by expanding a measurable frequency band.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20496293A JPH0755823A (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Frequency/voltage converting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20496293A JPH0755823A (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Frequency/voltage converting circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755823A true JPH0755823A (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=16499191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20496293A Pending JPH0755823A (en) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Frequency/voltage converting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755823A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005085882A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Frequency sensor and semiconductor device |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP20496293A patent/JPH0755823A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005085882A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Frequency sensor and semiconductor device |
| CN100454027C (en) * | 2004-03-09 | 2009-01-21 | 松下电器产业株式会社 | Frequency sensor and semiconductor device |
| US7504865B2 (en) | 2004-03-09 | 2009-03-17 | Panasonic Corporation | Frequency sensor and semiconductor device |
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